无级齿啮合控制型高效大功率离合器制造技术

无级齿啮合控制型高效大功率离合器，由输入轴、输出轴、离合装置等组成，其特征是：　　　　〈Ａ〉离合装置是由具有“单向自锁性”及“无级常啮合”特性的机构组成，该机构由主锁件、被锁件、控制器组成，主锁件由控制器驱动形成开环功率流控制，控制主锁件与被锁件的离合状态；　　　　〈Ｂ〉离合装置是由具有“单向自锁性”及“无级常啮合”特性的机构组成，该机构由主锁件、被锁件、控制传动链组成，主锁件与被锁件之间通过控制传动链衔接形成闭环功率流控制，控制主锁件与被锁件的离合状态；　　　　〈Ｃ〉控制型超越离合装置是由具有“单向自锁性”及“无级常啮合”特性的机构组成，该机构由主锁件、被锁件、单向控制传动链组成，主锁件与被锁件之间通过单向控制传动链衔接形成闭环功率流控制，控制主锁件与被锁件的离合状态；　　　　〈Ｄ〉自适应型超越离合装置是由具有“单向自锁性”及“无级常啮合”特性的机构组成，该机构由主锁件、被锁件组成，主锁件与被锁件之间具有单侧自锁性，主锁件与被锁件之间运动方向不同时具有不同锁定特性，一个方向自锁，另一个方向超越。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机械离合器、控制式变速器，尤其是超越离合器设计及制造

技术介绍
目前，机械无级离合器一般采取摩擦方式传递功率，工作时主从动盘之间需要很大压紧力，磨损发热现象严重，体积大，传递功率有限。超越离合器是一种特殊的机械离合器，在机械传动中靠主从动元件相对运动速度变化或旋转方向的改变实现自动接合或分离，将往复转矩以单向转矩输出，故又称为单向离合器或单向轴承；由于其离合状态与内外环相对速度有关，所以又称为差速离合器。现有超越离合器类型大致分为齿式(一般包括棘轮式、牙嵌式)、摩擦式两大类，齿式超越离合器结构简单，工作可靠，对材料、制造精度要求低，但外形尺寸大，属于有级接合，且接合时冲击大，故不适用于高速、高频工况。传统摩擦式超越离合器大致分为滚柱式、楔块式，其工作循环包括“超越——楔入——楔紧——去楔——超越——”几大过程，在超越行程中楔紧元件与外环之间存在相对滑动磨损，产生大量热量，在楔入和去楔过程中也会消耗不少能量，这将导致离合器功耗、磨损增大，传动效率降低。此外，该类离合器溜滑角较大，在往复转角幅度小的场合效果较差；其加工精度的高低直接影响传动特性，故对元件的加工精度、耐磨性、硬度提出更高要求，且高精度元件数量多，如离合器楔块、滚柱，内环(一般内环为星轮)、外环的材料硬度、加工精度均很高。更主要者，其摩擦传动的承载能力低是目前摩擦式超越离合器的致命缺陷(例如制约现有脉动无级变速器应用范围的主要因素就是其关键部件摩擦式超越离合器的承载能力低)。上述综合因素所限，制约了目前超越离合器向高速、高频、高效、大功率领域迈进……
技术实现思路
本专利技术针对现有离合器缺憾进行革新改进，在此基础上提供一类新型控制式离合器及超越离合器，以满足、适应现代化工业需求，尤其适用于现有脉动无级变速器、以及专利03140569.X 03263450.1——《等角速同形位低副高变速比机械无级变速器》公开的无级变速器场合，由于此关键部件——超越离合器的引入，实现了无级变速领域的概念性变革。达到了近乎完美的“高效大功率非摩擦式匀速无脉动过零超宽区间”无级变速，该专利技术几乎涵盖了目前所有超越离合器优点，达到了独有的“非摩擦、无楔紧、无级齿啮合、零反向空行程”极佳境界，属一种全新概念的大功率非摩擦式无级齿啮合控制离合器，该离合理论一改以往传动理念——具有“运动态不传递功率、静止态传递功率”的神奇效果！属机械传动领域的一次传动观念的概念性改观！且具有加工精度、磨损状况等因素不影响传动精度、性能等特点，可谓离合器领域一次革命性突破！该专利提出了一种新的“啮合式无级离合”设计方向、指导思想，开辟了探索研究新领域，不仅具有实际运用价值，还具有理论指导意义……本专利技术的技术方案如下基本理论(以蜗杆蜗轮为例分析；其它自锁机构工作原理等同)——相关解释参见文尾20页《名词解释》离合器的设计条件——具有单向自锁特性的常啮合传动机构，即“无级常啮合”与“单向自锁”两大技术特征；以蜗杆蜗轮机构为例分析说明蜗杆蜗轮处于常啮合态，当蜗杆导程角小于当量摩擦角具有单向自锁特性时便具备了此条件。“单向自锁”与“无级常啮合”两大技术特征的组合应用设计，适用于直线、曲线(旋转)场合。另一典型机构——具有自锁性的2K-H型正号行星轮系机构、3K型行星轮系等，同样具有单向自锁性及常啮合特性。凡可以单向控制另一从动件运行步调的机构，如蜗杆蜗轮机构、自锁性行星轮系机构、锥蜗杆、交错轴斜齿轮机构等一切可单向自锁的机构均可用于此设计。基本设计原理蜗杆齿形无级移位原理(无级常啮合原理)通过旋转蜗杆自身转轴角位移，可使蜗杆齿形在轴向无级平移。如在蜗杆蜗轮机构中(包括滚动型)，对于蜗轮的任意转角位，蜗杆均可通过无级旋转角位移实现齿形无级平移啮合。同理，在直线蜗杆蜗条机构中，对于蜗条的任意直线位，蜗轮同样可通过旋转变换角位移达到齿形无级移位啮合。此种靠蜗杆的自身旋转实现“无级改变啮合齿位”的技术原理可用到无级传动场合，解决以往的“一切无级牵引传动均需借助摩擦传动”制约现状，可谓里程性进步！也可通过传感器监测，计算机计算出蜗杆的待啮合方位角后适时通过可控驱动器(如控制式电机)牵引蜗杆的转角与欲啮合体实现同步无级啮合——又名齿位同步无级啮合原理。是实现齿轮无级传动的一大关键核心突破口。连续常啮合无级锁定控制原理(以蜗杆蜗轮机构为例说明)——蜗杆蜗轮总保持常啮合，对于蜗轮的任意角位移处，蜗杆均可以随时对其进行“离合”控制(即自锁接合、解锁超越两个状态的控制)。蜗杆蜗轮机构的单向自锁性也称单向控制性，即蜗杆可以控制蜗轮的运动，通过主锁件对被锁件运行状态的控制实现“离合”功能；换言之，即利用蜗杆蜗轮的连续常啮合无级锁定控制原理实现“离合”功能；也即通过对蜗杆的运行状态控制来实现离合变换——当蜗杆随蜗轮同步转动时，整个机构处于运行状态，即自由分离态(超越态)，此时输入轴的转矩不能传递到输出轴；一旦蜗杆停转，整个机构便发生自锁，从蜗轮方向看整个机构成为一体，即接合锁定态(等效于普通超越离合器的楔紧态)，输入轴与输出轴连成一体，功率流由输入轴向输出轴传递输出，这便是蜗杆蜗轮的齿啮合无级离合原理(示意简图见图1)。利用此原理，可以设计控制式离合器、无级齿啮合超越离合器、控制式无级变速器。当蜗杆处于非同步旋转态时，机构呈现半接合打滑状态，此时，输入轴、输出轴之间存在转速差，此功能主要为适应离合器的打滑工况场合。按控制功率流分类开环功率流控制、闭环功率流控制；其工作流程图——参见附图27具体分析1、控制式离合器(1)外动力源控制型(开环功率流控制)具有连续常啮合特性的单向自锁机构，由一控制器适时(根据需求任意时刻、任意方向、速度)驱动主锁件实现与被锁件之间锁定特性的控制变换，进而完成离合状态(分离态、打滑态、接合态)的变换(解说参见图1相关部分)；其工作流程图——参见附图28此类模式也可用于变速器，只要将可控驱动源的控制指令按变速要求执行即可！可参考对照附图31。(2)内动力流控制型(闭环功率流控制)具有连续常啮合特性的单向自锁机构，由主功率流分出控制功率流引入一控制传动链(串有控制离合器、控制变速器的传动链)，通过对控制传动链(控制离合器、控制变速器)的控制适时(根据需求任意时刻、任意方向、速度)驱动主锁件实现与被锁件之间锁定特性的控制变换，进而完成离合器离合状态(分离态、打滑态、接合态)的变换；(详见下文，解说图参见图2——如图2中的控制器8用一控制式离合器、控制式变速器代替即可)。其工作流程图——参见附图29、附图30此方案属指令外控制型，可实现双向离合控制，功能与现有普通离合器相似。与现有普通离合器比较a——可控离合传动链中串有控制离合器的类型不可实现打滑传动，只能实现“离”与“合”两个工况——如图29；此类型可代替现有电磁离合器，具有体积小、功率大，工作态不耗能等特点。实施例将图2中的控制器8用一控制式电磁离合器代替，即成为一无打滑功能的控制式离合器，通过对电磁离合器的通断控制即可实现主离合器的离合状态变换。b——可控离合传动链中串有控制无级变速器的类型可以实现打滑功能，如图30。2、控制式变速器、控制式无级变速器 (1)蜗杆公转型(离合器演变型)按控制功率流分类，分为开环功率流控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王国斌，
申请(专利权)人：王国斌，
类型：发明
国别省市：